早期胃癌病因及內(nèi)鏡診斷的研究進展

王如意 范震

早期胃癌（early gastric cancer，EGC）這一概念最早于1962 年在日本內(nèi)鏡學會上被提出。EGC 是局限于黏膜層或黏膜下層的腫瘤，患者無論是否存在淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移，5 年生存率超過90%。按照Correa 模型，原發(fā)病灶從慢性非萎縮性胃炎、慢性萎縮性胃炎、腸化生、異型增生到未成熟的腫瘤前體，最后再到EGC，經(jīng)歷了一個進展性的生長階段[1]。EGC 的致病因素及致病方式復雜多樣，生物因素、基因異常及生活行為因素相互作用，都可導致EGC 的形成。隨著EGC 的發(fā)病率逐年升高，診斷方法也在不斷優(yōu)化，但是仍有部分EGC患者被漏診，如何有效提高EGC 的檢出率是內(nèi)鏡醫(yī)師及臨床醫(yī)生所面臨的時代挑戰(zhàn)。本文就EGC 的病因機制、內(nèi)鏡診斷研究進展作一綜述。

1 EGC 的病因機制

1.1 幽門螺桿菌（Helicobacter pylori，Hp）感染 1994年WHO 將Hp 定為Ⅰ類生物致癌因子，Hp 感染是導致EGC 的最重要的危險因素，約90%以上胃癌的發(fā)病與Hp 密切相關。Hp 主要通過毒力因子產(chǎn)生致病作用，如細胞毒素相關基因A（cytotoxin-associated gene A，Cag A）、細胞毒素相關基因致病島(cytotoxin-associated gene pathogenicity island，Cag PAI）、Ⅳ型分泌系統(tǒng)（typeⅣsecretory system，T4SS）、空泡細胞毒素A（vacuolating cytotoxin，Vac A）、γ-谷氨酰轉(zhuǎn)肽酶（gamma-glutamyl transpeptidase,GGT）等[2]。這些毒力因子主要通過定植、免疫逃逸和疾病誘導促進EGC 的發(fā)生。

Cag A 是Hp 的主要毒力因子，可與多種宿主細胞蛋白相互作用，通過影響宿主細胞的形態(tài)、運動和增殖發(fā)揮致病作用。其間，Cag A 借助T4SS 易位至宿主細胞，后者如同一種“針狀菌毛裝置”定植在胃黏膜細胞的表面，與胃黏膜細胞受體整合素相結(jié)合，從而將Cag A 注射到宿主細胞內(nèi)發(fā)揮致病作用。根據(jù)“鑰匙學說”和“撬鎖”原理，Cag A 可與宿主細胞多種蛋白受體結(jié)合，影響宿主細胞酪氨酸激酶及絲氨酸/蘇氨酸激酶的磷酸化，參與宿主細胞信號轉(zhuǎn)導，改變細胞的增殖和運動[3]。Holleczek 等[4]研究發(fā)現(xiàn)，在Hp-Cag A 陽性的患者中，中度和重度慢性萎縮性胃炎發(fā)展為胃癌的發(fā)病率分別增加6.4 和11.8 倍。Cag A 還參與細胞周期的調(diào)控，促進再生基因3（regenerative gene 3，Reg3）的表達，通過形成細胞周期依賴性復合物來調(diào)節(jié)細胞周期，誘導細胞增殖[5]。Cag A 還可激活核苷酸結(jié)合寡聚結(jié)構(gòu)域樣受體蛋白3（nucleotide-binding oligomerization domain-like receptor protein 3，NLRP3）炎癥小體，促進癌細胞的侵襲和遷移[6]。Murata-Kamiya 等[7]認為，Hp-Cag A 陽性菌株會增加驅(qū)動基因突變的概率，從而在人體細胞內(nèi)發(fā)生多種DNA 損傷反應。

另外一種重要的毒力因子是Vac A，主要有m1 型和m2 型兩種分型，且均具有空泡化活性[8]。Vac A 通過影響各種宿主細胞的自噬來發(fā)揮致病作用，如胃黏膜上皮細胞及各種免疫細胞。Vac A 進入胃黏膜上皮細胞使其空泡化，受內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應激方式增強自噬作用，引起細胞壞死、凋亡[9]。在B 淋巴細胞中，Vac A 干擾主要組織相容性復合體（major histocompatibility complex，MHC）Ⅱ類抗原的呈遞，在T 淋巴細胞中，其通過下調(diào)IL-2 基因的轉(zhuǎn)錄、抑制T 細胞增殖來促進Hp 在胃黏膜細胞的定植[10]。此外，Vac A 能誘導胃黏膜上皮細胞產(chǎn)生大量的自由基，如活性氧和活性氮，通過損壞胃黏膜上皮細胞的DNA，引起DNA 雙鏈斷裂[11]。Abdullah 等[12]發(fā)現(xiàn)，Hp 感染期間，Cag A 和Vac A 可相互作用，共同促進EGC 的形成，當Vac A 缺乏時，宿主細胞通過自噬和蛋白酶體降解Cag A；當Vac A 存在時，Cag A 在胃黏膜上皮細胞中聚集，促進胃黏膜上皮細胞的癌變。

1.2 基因異常 EGC 的形成涉及到多種相關基因的突變、轉(zhuǎn)錄異常及表觀遺傳學上的改變。人表皮生長因子受體2（human epidermal growth factor receptor 2，HER2）是一種原癌基因，位于染色體17q21 中，編碼的產(chǎn)物是一種具有酪氨酸激酶活性的糖蛋白。HER2 作為一個網(wǎng)絡受體，參與多種癌細胞的信號傳導，引起癌細胞增殖。研究指出，HER2 的過表達可能參與胃癌發(fā)生的早期步驟[13]。Kanayama 等[14]研究發(fā)現(xiàn)，149 例EGC 患者中，有23.5%的患者HER2 基因在胃癌的早期發(fā)生了擴增。HER2 過表達是EGC 復發(fā)的獨立危險因素[15]。另一種與EGC 相關的常見抑癌基因是p53 基因，其編碼的蛋白主要有突變型p53 蛋白和野生型p53蛋白。EGC 中突變型p53 蛋白陽性率為79.4%，其過度表達與細胞異型性呈正相關[16]。研究表明，處于飲食致癌環(huán)境中，患者更易發(fā)生突變型p53 蛋白的過表達，從而引起胃組織發(fā)生不典型增生，最終導致EGC 的形成[17]。因此，基因與環(huán)境的共同作用對EGC 的形成起著重要作用。此外，增殖細胞相關抗原Ki-67 不僅可以揭示EGC 的異質(zhì)性[18]，而且其高表達與EGC 的不良預后相關[19]。程序性細胞死亡蛋白1（programmed cell death protein 1，PD-1）及其配體（programmed cell death protein -ligand 1，PD-L1）也參與了EGC 及癌前病變的形成，并且PD-1/PD-L1 的表達與Hp 感染有關，即Hp感染可能是PD-1/PD-L1 檢測點異常的重要引發(fā)因素[20]。微衛(wèi)星不穩(wěn)定（microsatellite instability，MSI）與EGC 的形成有關，可能是由于基因修復出現(xiàn)缺陷所致。MSI 也是目前臨床上一項重要的腫瘤標志物。Chakraborty 等[21]發(fā)現(xiàn)，MSI 可能是EGC 發(fā)生的危險因素之一。腫瘤微環(huán)境的紊亂也會影響EGC 的進程，如EGC 的免疫微環(huán)境較上皮內(nèi)瘤變更為活躍[22]。

1.3 生活行為因素 飲食、吸煙等生活行為也是影響EGC 發(fā)生的相關危險因素[23]。2013 年中國3 個癌癥登記處的匯總數(shù)據(jù)顯示，十大最常見的癌癥中，胃癌排名第二[24]。飲食是主要的致病途徑，流行病學發(fā)現(xiàn)，亞硝基化合物與EGC 的發(fā)生相關，胃內(nèi)亞硝酸鹽被轉(zhuǎn)化成亞硝基化合物時，可產(chǎn)生大量的自由基，一方面通過細胞毒性反應導致細胞損害，另一方面可引起胃黏膜上皮細胞癌變[25]。含有氧化劑的食品可以降低癌前病變的發(fā)生率，如水果、蔬菜。在慢性胃炎、腸上皮化生、異型增生及EGC 的患者中，維生素C等氧化劑的水平是降低的[26]。適量葉酸的攝入對于EGC 的進展起到干預作用，葉酸主要通過影響胃黏膜的基因調(diào)控，抑制其增殖，從而減輕胃黏膜上皮的萎縮、腸化[27]。吸煙是EGC 的獨立危險因素[28]，其中的尼古丁可誘導IL-8 的生成，刺激胃腫瘤微環(huán)境中的內(nèi)皮細胞增殖和血管增生[29]。

2 EGC 的內(nèi)鏡診斷方法

臨床醫(yī)生通過常規(guī)的13C/14C 呼氣試驗初步檢測Hp 感染，同時聯(lián)合胃蛋白酶原、胃泌素-17 及Hp 抗體等多種血清學標志物檢測EGC。近年來血液循環(huán)腫瘤核酸、外泌體等液體活檢技術(shù)也逐漸被用于EGC 的篩查[30]。但是，這些診斷措施往往無法早期明確診斷EGC。目前，內(nèi)鏡下活檢是EGC 確診的金標準。臨床醫(yī)生利用這一手段，近距離地仔細觀察胃黏膜，及早發(fā)現(xiàn)可疑病灶，并行病理活組織檢查，最后得出明確的病理結(jié)果。

2.1 白光內(nèi)鏡（white light endoscopy，WLE） 內(nèi)鏡醫(yī)生使用WLE 可觀察局部黏膜病灶的形態(tài)、大小、潰瘍、瘢痕等。肉眼下觀察到的EGC 有4 種類型，包括隆起型、平坦型、凹陷型、混合型，以隆起型和凹陷型較多見，尤其在黏膜破損的情況下更加明顯[31]。觀察到的隆起型病灶，絕大多數(shù)是分化型EGC，這種特異性可以達到99%，甚至不用進行病理活檢即可判斷[32]。但此手段只能判斷病灶的宏觀表現(xiàn)，早期可能無法觀察到更細微的結(jié)構(gòu)。

2.2 超聲內(nèi)鏡（endoscopic ultrasound，EUS） EUS 可以區(qū)分病灶的浸潤深度，但是EUS 很難區(qū)分黏膜固有層和黏膜下層的EGC。Park 等[33]發(fā)現(xiàn)，黏膜下注射0.9%氯化鈉注射液可提高EUS 對黏膜固有層EGC 的鑒別準確性（75.0%）。EUS 可以直接觀察到胃黏膜的病變及浸潤情況，而且在觀察胃壁全層及腔外臨近臟器的超聲影像，特別是對EGC 的浸潤深度、臨近器官的侵犯及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的診斷上更為準確。但是，EUS 診斷EGC 的影響因素較多，臨床醫(yī)生很可能高估EUS 的診斷準確性。病變較大、黏膜呈顆粒狀、結(jié)節(jié)狀改變和潰瘍是EUS 高估浸潤深度的獨立危險因素[34]。EUS 在診斷EGC 的浸潤分期中靈敏度和特異度并不高，事實上，WLE 在判斷EGC 侵襲深度方面要優(yōu)于EUS。研究表明，WLE 診斷EGC 浸潤深度的整體準確率可高達87.0%[35]。

2.3 放大內(nèi)鏡（magnifying endoscope，ME） ME 是一種具有高像素和高分辨率的電子內(nèi)鏡，可將圖像放大幾十倍，有助于判斷病變的良惡性、組織學類型及病變的深度與范圍。根據(jù)日本的血管加表面（vessel plus surface,VS）評分系統(tǒng)，ME 可較準確評估EGC 的分界線（demarcation line，DL）、微血管結(jié)構(gòu)（micro-vascular pattern，MVP）和微表面結(jié)構(gòu)（micro-surface pattern，MSP）。不規(guī)則MVP 或不規(guī)則MSP 伴有清晰的DL 是EGC 的特征。ME 在EGC 的診斷中具有重要價值，尤其用于觀察病變表面的MVP 及MSP[36]。胃黏膜微細形態(tài)改變所發(fā)生的變化和異常是ME 診斷的基礎，ME 下觀察到的消化道黏膜表面腺管開口、毛細血管等微細結(jié)構(gòu)的改變，有利于判斷黏膜病變的性質(zhì)。在ME 下，EGC 主要表現(xiàn)為胃小凹細小化、甚至消失，腺管開口不規(guī)則、大小不等、排列紊亂，可看到擴張扭曲的新生毛細血管。

2.4 圖像增強內(nèi)鏡（image-enhanced endoscopy，IEE）多中心臨床研究證實，內(nèi)鏡醫(yī)師使用IEE 可以明顯提高識別EGC 的準確率，減少活檢次數(shù)?；谠O備的IEE主要包括窄帶成像技術(shù)（narrow band imaging，NBI）、藍光成像技術(shù)（blue light imaging，BLI）、亮藍光成像技術(shù)（blue light imaging-bright ，BLI-bright）、聯(lián)動成像技術(shù)（linked color imaging，LCI）、富士智能色素內(nèi)鏡（Fuji intelligent chromo endoscopy，F(xiàn)ICE）等。

ME 聯(lián)合NBI（ME-NBI）能夠更加清晰地觀察到胃黏膜病灶的細微結(jié)構(gòu)，較WLE 具有更高的病理診斷一致性[37]。ME-NBI 一般適用于觀察未分化型的EGC。日本的一項多中心研究發(fā)現(xiàn)WLI 診斷未分化型胃癌的特異性為84%，而ME-NBI 的特異性為93%[38]。Kojima 等[39]研究表明，NBI 比WLE 更能有效識別EGC 與正常胃黏膜組織的DL。Horii 等[40]指出，在高分化型腺癌和＜20 mm 的病變中，可使用ME-NBI 評估EGC 的DL。有學者為內(nèi)鏡醫(yī)師開發(fā)了一種自動描述ME-NBI圖像視覺特征的EGC 字幕模型，該模型極大地提高了檢測效率[41]。ME 聯(lián)合BLI、BLI-bright 可有效放大EGC的顯微結(jié)構(gòu)，顯著提高病理診斷的一致性，其診斷敏感性超過90%[42]。一項Meta 分析顯示，ME-NBI 和ME-BLI 在診斷EGC 方面無統(tǒng)計學差異[43]。ME-NBI在觀察MSP 和MVP 時可視化效果極好，而ME-BLI 和ME-BLI-bright 也有類似功能，如使用ME-BLI 可以經(jīng)常觀察到中等分化早期腺癌中的不規(guī)則MSP[44]，使用BLI-bright 對EGC 的實時檢出率更高，可達93.1%[45]。

LCI 可著重突出病變的胃黏膜與正常胃黏膜之間的色差程度，顯著改善EGC 的識別度[46]，內(nèi)鏡醫(yī)生使用時直觀感覺較好，且檢測速率較快。Yashima 等[47]發(fā)現(xiàn)，無論有無Hp 根除史，在LCI 下EGC 勾畫為橙紅色，腸上皮化生勾畫為紫色，這種較大的色差為EGC 的及早發(fā)現(xiàn)提供了極好的可視性。研究指出，單獨使用WLE 檢測EGC，其檢出率為4.31%，而LCI 聯(lián)合WLE 的檢出率為8.01%，得益于后者可顯著提高EGC 的可視性[48]。LCI較WLE 可檢出更多的EGC 病灶，尤其在分化型EGC 中[49]。Yasuda 等[50]認為，從長遠的角度考慮，LCI比BLI-bright 更有利于分化型EGC 的識別。

FICE 是一種新的非侵入性內(nèi)鏡檢查技術(shù)，該技術(shù)利用反射光譜重建出的黏膜表面更加清晰，可增加正常組織和病變組織之間的對比度[51]。FICE 通過特定的波長評估EGC 黏膜細微結(jié)構(gòu)，并因此識別EGC、腸化生和其他病變。FICE 超薄內(nèi)鏡對EGC 周圍黏膜的可視性優(yōu)于WLE，尤其是紅色的黏膜病變[52]。操作者利用FICE 技術(shù)觀察病灶黏膜下血管紋理，評估病灶浸潤深度，可提高EGC 的確診率。

3 人工智能（artificial intelligence，AI）在EGC 診治中的應用

目前AI 已經(jīng)運用于臨床，并且融入到內(nèi)鏡領域中，使得內(nèi)鏡在EGC 的診斷領域占據(jù)核心地位。隨著AI 自動識別系統(tǒng)的不斷開發(fā)和深度神經(jīng)網(wǎng)絡計算機輔助診斷系統(tǒng)的創(chuàng)新升級，EGC 的早期診斷率得到了極大提高。與傳統(tǒng)內(nèi)鏡下黏膜剝離術(shù)（endoscopic submucosal dissection，ESD）相比，AI 可有效地協(xié)助醫(yī)生實現(xiàn)病灶的整體切除，具有手術(shù)時間短、并發(fā)癥少等優(yōu)點。AI 輔助內(nèi)鏡可提高EGC 診斷準確率，同時也能減少內(nèi)鏡醫(yī)師的工作量，縮短EGC 的診斷時間[53]。Noda 等[54]使用訓練數(shù)據(jù)集構(gòu)建了基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡的細胞內(nèi)鏡輔助EGC 診斷系統(tǒng)，在診斷EGC 方面具有更高的特異度。Arribas 等[55]發(fā)現(xiàn)，AI 能夠大幅度降低癌前病變和EGC 的漏診率。還有學者利用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡開發(fā)了一種能夠在ME-NBI 下準確識別EGC 分化狀態(tài)和DL 的實時系統(tǒng)，該系統(tǒng)的性能優(yōu)于內(nèi)鏡專家[56]。深度學習的ME 系統(tǒng)診斷EGC 的準確率可達到90.32%[57]。目前，應用于全球的AI 輔助檢測系統(tǒng)——“內(nèi)鏡精靈”以點對點的方式將病理結(jié)果與內(nèi)鏡下病灶特征直接匹配，可協(xié)助內(nèi)鏡醫(yī)生在行ESD 期間或WLE 下描述EGC 的病變切除程度。“內(nèi)鏡精靈”可對內(nèi)鏡下視頻圖像進行實時監(jiān)測，提醒醫(yī)生及時發(fā)現(xiàn)可疑病灶，有效降低了EGC 的漏診率。

4 展望與思考

基于Hp 與EGC 的密切關系，Hp 感染對于EGC 來說是一個可控的危險因素。在萎縮和腸化生階段，甚至在其發(fā)生之前，根除Hp 均可達到阻斷EGC 演變的目的，大大降低EGC 的發(fā)病率及病死率。根除Hp 是一種行之有效的措施，患者可從中明顯獲益，正在研制的Hp 疫苗有望成為預防EGC 的未來愿景。Hp 的毒力因子如Cag A、Vac A 等，其作用宿主的伴侶蛋白可作為未來新型藥物的靶點。EGC 和基因異常有著復雜關系，如p53 基因的過度表達、HER2 的擴增、Ki-67引起的異質(zhì)性、PD-1/PD-L1 檢測點異常和MSI 等都與EGC 的發(fā)生、發(fā)展、預后密切相關，但確切的致病機制仍需大量的基礎實驗進行驗證。目前實體瘤全景基因的檢測、專項胃腸道腫瘤標志物的篩查、免疫電泳的送檢等已經(jīng)應用于各類大型醫(yī)療機構(gòu)，然而，確診EGC 的金標準仍然是內(nèi)鏡下行病理活檢。

目前，ME 及IEE 取代了普通內(nèi)鏡技術(shù)，在診斷EGC方面做到了精準化，但仍有少部分EGC 未被及時發(fā)現(xiàn)。這也給內(nèi)鏡醫(yī)生提出了更高的要求，提醒內(nèi)鏡醫(yī)生需要根據(jù)胃的縱向及橫向變化，作出更系統(tǒng)、全面的觀察。多中心臨床研究已證明，不同的IEE 之間可以相互組合，起到“1+1＞2”的效果，但是不同IEE 之間存在差異化對比，需要內(nèi)鏡醫(yī)生選擇更加優(yōu)化的診斷方案。

5 小結(jié)

Hp 感染、基因異常、生活行為等因素共同作用導致EGC 的形成，對EGC 復雜致病機制的系統(tǒng)性闡述有助于提高患者對EGC 的知曉率，增加其對診療的依從性。在診斷EGC 方面，臨床醫(yī)生利用各種增強內(nèi)鏡技術(shù)的獨特優(yōu)勢，近距離觀察病灶的特征，提高確診率?；颊吆歪t(yī)生的共同協(xié)作，有利于阻斷EGC 的新發(fā)、再發(fā)及ESD 術(shù)后的復發(fā)。在當今的精準醫(yī)學模式下，AI有望更加頻繁地輔助于內(nèi)鏡診療技術(shù)，從而提高EGC的檢出率。Hp 的及早根除可以阻斷EGC 的發(fā)生，不同內(nèi)鏡技術(shù)的早期檢測可以阻斷EGC 的進展環(huán)節(jié)，對患者實行早診斷早治療可有效提高生活質(zhì)量。